Vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn
PHƯƠNG PHÁP 14: VẬN DỤNG LINH HOẠT CÁC
ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG HÓA HỌC
I. CÁC VÍ DỤ MINH HỌA
Bí quyết để giải nhanh các bài tập trắc nghiệm hóa học hay và khó trong đề thi Đại học, Cao đẳng chính là vận dụng thật linh hoạt và nhuần nhuyễn các định luật bảo toàn trong hóa học. Thông qua các ví dụ minh họa và bài tập vận dụng dưới đây, tác giả hi vọng rằng tốc độ giải bài tập hóa học của bạn đọc sẽ cải thiện đáng kể.
Ví dụ 1: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan vừa hết trong 700 ml dung dịch HCl 1M thu được 3,36 lít H2 (đktc) và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa và nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Z. Khối lượng Z là :
A. 16 gam. B. 32 gam. C. 8 gam. D. 24 gam.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Cẩm Khê – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
Sơ đồ phản ứng :
Áp dụng bảo toàn nguyên tố H, O, Fe và bảo toàn khối lượng, ta có :
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 27,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe2O3 bằng dung dịch H2SO4 loãng (lượng H2SO4 phản ứng vừa đủ với giá trị nhỏ nhất), thấy thoát ra V lít H2 (đktc) và thu được dung dịch Y. Thêm từ từ NaOH đến dư vào dung dịch Y. Kết thúc thí nghiệm, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 32 gam chất rắn. V có giá trị là
A. 3,36 lít. B. 11,2 lít. C. 4,48 lít. D. 2,24 lít.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2012 – 2013)
Hướng dẫn giải
Trong phản ứng của X với dung dịch H2SO4 loãng, lượng H2SO4 dùng vừa đủ với giá trị nhỏ nhất khi Fe khử hết Fe3+ sinh ra từ Fe2O3.
Sơ đồ phản ứng :
Theo giả thiết và áp dụng bảo toàn nguyên tố Fe, ta có :
Trong phản ứng của X với H2SO4, theo bảo toàn electron, ta có :
Ví dụ 3: Người ta điều chế H2 và O2 bằng phương pháp điện phân dung dịch NaOH với điện cực trơ, cường độ dòng điện 0,67A trong thời gian 40 giờ. Dung dịch thu được sau điện phân có khối lượng 100 gam và nồng độ NaOH là 6%. Nồng độ dung dịch NaOH trước điện phân là (giả thiết lượng nước bay hơi không đáng kể)
A. 5,08%. B. 6,00%. C. 5,50%. D. 3,16%.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)
Hướng dẫn giải
Điện phân dung dịch NaOH thì bản chất là điện phân H2O, tạo ra O2 ở anot và H2 ở catot. Khối lượng NaOH trong dung dịch không bị thay đổi.
Theo bảo toàn electron, ta có :
Theo sự bảo toàn khối lượng, ta thấy nồng độ phần trăm của dung dịch NaOH trước khi điện phân là :
Ví dụ 4: Cho 10,4 gam hỗn hợp gồm Fe và C (Fe chiếm 53,846% về khối lượng) phản ứng với dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư tạo ra NO2 là sản phẩm khử duy nhất. Thể tích khí (đktc) tạo thành sau phản ứng là :
A. 44,8 lít. B. 14,2 lít. C. 51,52 lít. D. 42,56 lít.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Cẩm Khê – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
Theo giả thiết, ta có :
Sơ đồ phản ứng :
Theo bảo toàn electron và bảo toàn nguyên tố C, ta có :
PS : Ở bài tập này, học sinh thường chỉ tính thể tích khí NO2 mà quên không tính thể tích khí CO2, khi đó đáp án là D : 42,56 lít. Đó là kết quả sai!
Ví dụ 5: Trộn 10,8 gam bột Al với 34,8 gam bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư) thu được 10,752 lít khí H2 (đktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là
A. 80%. B. 90%. C. 70%. D. 60%.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010)
Hướng dẫn giải
Theo giả thiết và bảo toàn electron, ta thấy : nên hiệu suất phản ứng có thể tính theo Al hoặc Fe3O4.
Trong phản ứng nhiệt nhôm và phản ứng của hỗn hợp X với HCl, theo bảo toàn electron và bảo toàn nguyên tố Fe, Al, ta có :
Ví dụ 6: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 ở nhiệt độ cao một thời gian, thu được 6,72 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn khác nhau. Đem hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch HNO3 dư, thu được 0,448 lít khí NO (đktc). Giá trị m là :
A. 8,2. B. 8. C. 7,2. D. 6,8.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Ninh Giang, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
Sơ đồ phản ứng :
Căn cứ vào toàn bộ quá trình phản ứng, ta thấy : Chất khử là CO; chất oxi hóa là HNO3, sản phẩm khử của HNO3 là NO. Theo bảo toàn electron, ta có :
Theo bản chất phản ứng khử oxit và bảo toàn khối lượng, ta có :
O2 Education gửi các thầy cô link download file pdf đầy đủ
PP14 – VẬN DỤNG LINH HOẠT CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Xem thêm
